CN110994788B - 一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法、系统和存储介质，当收到电网运行特征事件后，通过拓扑变化分析智能辨识场景，根据特征事件类型关联信息展示单元，自动选取智能匹配的图元图形组件，利用组态化的方法生成画面展示方案，实现场景动态切换。本发明可以根据电网实时运行状态智能辨识场景，信息展示单元和智能匹配的图元组件都是与运行时的特征事件相关联的，实现了技术突破，满足了电网运行监控时动态展示关联场景的需求，具备很好的应用价值。

Description

一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法、系统和存 储介质

技术领域

本发明属于电力调度自动化技术领域，具体涉及一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法、系统和存储介质。

背景技术

目前在智能电网调度控制系统中，人机画面的展示场景是根据用户需求预先设计完成的，展示场景有限，需要一一罗列，制作维护非常繁琐。而且开发完成后，人机画面的功能就已经固化了，如果需要修改或增加新功能，还必须进入编辑环境重新配置开发。而当运行监控时，调度人员往往需要根据电网实时运行状态，调阅关联的画面，这些相关性要依赖运行时产生的特征事件才能确定，但是在设计时，无法穷举各种场景。

目前在智能调度控制系统中的人机画面有两种，一种是通过画面编辑器按照电力系统图形描述规范CIM/G设计生成的CIM/G文件画面，另一种是通过编程实现的定制画面。当收到特征事件时，画面浏览器打开指定的G文件或指定的画面进行场景展示。它们只能根据预先定义的特征事件进行展示，而根据电网运行的特征事件主题化展示关联内容，实现场景的动态切换，还没有相关的研究。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法，可以根据电网实时运行状态智能辨识场景，信息展示单元和智能匹配的图元组件都是与运行时的特征事件相关联的，满足调度人员电网监视的实时需求。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法，包括如下步骤：

S1：当收到电网特征事件后，通过拓扑变化分析智能辨识场景，同时设置场景模板属性；

S2：识别特征事件类型，读取关联规则，关联多个信息展示单元，并设置信息展示单元的类别；

S3：将当前场景的属性和场景模板的属性进行对比，如果不一致，读取新的场景模板，通过在图元图形组件池中自动选取智能匹配的图元图形组件构建信息展示单元，组成信息展示单元集合；如果一致，但存在新的信息展示单元的类别，则读取当前场景模板，自动选取匹配的图元图形组件构建新的信息展示单元，替换旧的信息展示单元，组成新的信息展示单元集合；

S4：根据获取的信息展示单元集合利用组态化的方法生成满足CIM/G规范的G画面展示方案，实现场景动态切换。

进一步的，所述步骤S1中通过拓扑变化分析智能辨识场景的具体方法过程为：

S1-1：当接收到特征事件时，通过稳态监控的拓扑分析判断设备运行状态，记录设备运行状态变化信息；

S1-2：根据设备运行状态变化信息，将退出运行的多个设备通过空间关联性分析，获取设备间的连接关系，并且对设备间的空间关联性进行确认；

S1-3：根据设备运行状态变化信息，将退出运行的多个设备通过时间相关性分析，记录开关变位和设备状态变化时间；

S1-4：依据网络拓扑关系和设备空间关联性结果开始搜索故障发生时段内各个节点是否有故障告警和电压跌落信号，通过设备时间相关性结果，对其发生时序进行判断以确定故障类型及关联故障信息；

S1-5：读取相关分析规则，根据设备运行状态信息、故障类型及关联故障信息，确定场景模板。。

进一步的，所述步骤S2中通过特征事件关联信息展示单元的具体流程为：

S2-1：根据特征事件的类型，读取相应的关联规则，即为该类特征事件对应的信息展示单元的全集；

S2-2：判断是否为用户推荐，如果是，勾选信息展示单元，计算规则权重；如果否，则读取场景模板和规则权重，根据规则权重自动选择推荐展示的信息展示单元。

本发明收到电网运行特征事件后，通过拓扑变化分析智能辨识场景，根据特征事件类型关联信息展示单元，自动选取智能匹配的图元图形组件，利用组态化的方法生成画面展示方案，实现场景动态切换。

有益效果：本发明与现有技术相比，可以根据电网实时运行状态智能辨识场景，信息展示单元和智能匹配的图元组件都是与运行时的特征事件相关联的，实现了技术突破，满足了电网运行监控时动态展示关联场景的需求，具备很好的应用价值。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图；

图2为拓扑变化智能辨识场景的流程图；

图3为特征事件关联信息展示单元的流程图；

图4为多元基础信息智能匹配的流程图；

图5为电网特征事件引发场景动态切换的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

如图1所示，本发明提供一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法，包括如下步骤：

S1：当收到电网特征事件后，通过拓扑变化分析智能辨识场景，同时设置场景模板属性；

S2：识别特征事件类型，读取关联规则，关联多个信息展示单元，并设置信息展示单元的类别；

S3：将当前场景的属性和场景模板的属性进行对比，如果不一致，读取新的场景模板，通过在图元图形组件池中自动选取智能匹配的图元图形组件构建信息展示单元，组成信息展示单元集合；如果一致，但存在新的信息展示单元的类别，则读取当前场景模板，自动选取匹配的图元图形组件构建新的信息展示单元，替换旧的信息展示单元，组成新的信息展示单元集合；

S4：利用组态化的方法生成满足CIM/G规范的G画面展示方案，实现场景动态切换。

本实施例中步骤S1中收到的特征事件为告警的特征事件，当收到特征事件时，电网可能发生复杂故障。多元基础信息均会有所反映，比如稳态数据的断路器的变位信息、厂站的事故总信号动作信息、设备遥测变化信息等，接线方式不同、故障前运行情况的不同以及断路器动作情况不同，故障时的表现也不同。多个设备被从电网中切除，其在调度主站中的状态由运行转为退出。退出运行的多个设备位于同一厂站或者相邻厂站，在空间上存在关联，由于保护装置动作的快速性，多个设备的退出在时间上存在关联性，这些都是拓扑变化的智能辨识实现场景动态切换的依据。如图2所示，步骤S1中通过拓扑变化分析智能辨识场景的具体方法过程为：

S1-1：当接收到告警特征事件时，首先通过稳态监控的拓扑分析判断设备运行状态，记录设备运行状态变化信息；

S1-2：通过厂站内部的接线分析，获取设备间的连接关系，包括发电机和变压器、变压器和母线、母线和线路的连接关系，对设备间的空间关联性进行确认；

S1-3：其次通过对告警数据的分析，确认开关变位时间和设备状态变化时间等的时间关联性；

S1-4：依据网络拓扑关系和电气距离开始搜索故障发生时段内各个节点是否有故障告警和电压跌落信号，并对其发生时序进行判断以确定该故障和换相失败故障的先后关系；

S1-5：最后依据相关规则进行分析排除，确定场景模板，决定切换成单一设备故障场景、综合智能告警场景或系统级告警场景等等。

本实施例中告警的特征事件按类型可分为设备级告警、系统级告警和辅助信息等；关联规则主要是从已有的用户需求(G画面)中抽取出来的，是该类特征事件对应的信息展示单元的全集。例如对于设备级告警，关联的信息展示单元包括设备故障信息，故障分析结果，相关的电网数据展示等；而对于系统级告警，关联的信息展示单元包括告警画面定位，告警简报，重要断面潮流变化，多告警源推送的信息和故障原因分析等。规则权重则是特征事件对应的信息展示单元全集中每个信息展示单元的权重值。假设U是用户的集合，I是所有可能被推荐的信息展示单元条目的集合。在用户集和条目集的笛卡尔乘积之上定义一个权重函数w，来衡量条目i对用户u的重要程度。对于任意用户u∈U，可以选择条目i来最大化用户的权重，这就转化成了优化问题求解的问题。以用户的历史浏览记录为输入，可以候选生成推荐的信息展示单元条目集合。权重函数可以是画面的停留时间和回访次数等，根据用户浏览的行为习惯分析计算，赋予不同的权重值。用户也可以通过勾选信息展示单元增加其权重。在运行时按照场景模板，根据规则权重自动选择推荐展示的信息展示单元。例如系统级告警时可以根据不同的权重决定是否展示重要断面潮流变化，展示电网潮流图告警定位或者地理图告警定位等等。

如图3所示，步骤S2中通过特征事件关联信息展示单元的具体流程为：

S2-1：根据特征事件的类型，读取相应的关联规则，即为该类特征事件对应的信息展示单元的全集；

S2-2：判断是否为用户推荐，如果是，勾选信息展示单元，计算规则权重；如果否，则读取场景模板和规则权重，根据规则权重自动选择推荐展示的信息展示单元。

如图4所示为本实施例步骤S3中多元基础信息智能匹配的流程图，也就是信息展示单元中的多元基础信息的各主要数据类型，包括电网模型数据，遥信遥测数据，应用计算结果，告警预警信息，天气等外部信息等通过相关的图形化表达方法，可以智能匹配相应的图元图件组件，信息展示单元的展示形式包括图形展示、文本展示、电力图形融合展示和单线图。

例如对于电网模型数据，包括发电厂、变电站、线路等电器元件的设备信息及拓扑信息，可以采用电气潮流图或地理潮流图表达，匹配潮流图组件。也可以采用潮流图结合厂站信息的可视化拼接技术，匹配潮流图+厂站图组件的自定义组合；对于遥信数据(开关、刀闸、保护等的状态信息)，可以在潮流图上圆点或矩形表达。遥测数据(有功、无功、电压、电流等各种电气量信息)中的电压可以利用等高线表达，而有功、无功和电流信息可以在潮流图上用流动的箭头表达。这些都可以智能匹配相应的图元图形组件。当然如果这些量测信息在信息展示单元中需要文本化表达，会自动匹配文本信息图元；对于应用计算结果，包括各类应用经过复杂计算得到的分析统计结果，如状态估计合格率、稳定裕度等，可以利用饼图、棒图等显示变化前后的数值，根据信息展示单元智能匹配单个图元或组合图元图形组件；对于告警预警信息，包括设备故障、系统异常和计划偏差等电力系统运行的行为和状态异常的信息，需要异常信息突出展现，可以采用潮流图挂牌展示，自动匹配相关告警的挂牌图元。如果信息展示单元中需要对多告警源综合信息展示，将根据告警源自动匹配表格、树、曲线等图元组件。对辅助决策的数据进行关联展示时，例如天气等外部信息，可以根据天气自动匹配台风、覆冰等自定义图形组件。

本实施例中为了更直观的呈现场景动态切换的过程，提供了如图5所示的电网特征事件引发场景动态切换的示例图。由图5可见，从电网运行稳态监控获取设备状态变化告警等稳态告警，从电网运行动态监视模块获取动态告警，从网络分析应用获取越限告警等分析结果，从辅助监测获取雷击告警等信息。根据多元基础信息的数据特点，识别特征事件类型，通过关联分析构建信息展示单元集合。基于拓扑分析智能辨识的场景，自动匹配图元图形组件，组态化生成场景展示方案。这里所说的组态化方法，就是用可视化的方式完成画面中组件的自由搭建、组件间通信和后台数据的灵活获取。

举例来说，当线路跳闸特征事件发生后，会引发场景动态变换。当收到线路短路故障时，通过拓扑变化分析智能辨别切换为设备告警场景，信息展示单元自动展示线路故障告警定位画面、稳态监控的线路跳闸信息、事故前后的量测值和厂站图等等。随后收到功率波动特征事件，在线扰动发现故障。通过拓扑变化分析，发现区内设备告警(线路跳闸)，存在扰动因素，智能辨别场景切换至系统级告警场景，构建关联的信息展示单元，匹配相关的图元图形组件，组态化展示多告警源推送的告警画面(设备告警和功率波动告警画面)，稳态信息以及波动曲线等等。结合一体化融合展示技术，稳态数据的设备故障和动态数据的扰动可以在潮流图中融合展示，更加快速直观地提供告警信息。

本实施例还提供一种根据电网特征事件进行场景动态切换的系统，该系统包括网络接口、存储器和处理器；其中，网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，实现信号的接收和发送；存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序指令；处理器，用于在运行计算机程序指令时，执行上述场景动态切换方法的步骤。

本实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机程序，在处理器执行所述计算机程序时可实现以上所描述的方法。所述计算机可读介质可以被认为是有形的且非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器电路(例如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩膜只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(例如CD、DVD或蓝光光盘)等。计算机程序包括存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (6)

1.一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：当收到电网特征事件时，通过拓扑变化分析辨识场景，并设置场景模板属性；

S2：识别特征事件类型，读取关联规则，关联多个信息展示单元，并设置信息展示单元的类别；

S3：将当前场景的属性和场景模板的属性进行对比，如果不一致，读取新的场景模板，通过在图元图形组件池中选取智能匹配的图元图形组件构建信息展示单元，组成信息展示单元集合；如果一致，但存在新的信息展示单元的类别，则读取当前场景模板，选取匹配的图元图形组件构建新的信息展示单元，替换旧的信息展示单元，组成新的信息展示单元集合；

S4：根据获取的信息展示单元集合利用组态化的方法生成画面展示方案，实现场景动态切换；

所述步骤S1中通过拓扑变化分析辨识场景的具体方法过程为：

S1-1：当接收到特征事件时，通过稳态监控的拓扑分析判断设备运行状态，记录设备运行状态变化信息；

S1-2：根据设备运行状态变化信息，将退出运行的多个设备通过空间关联性分析，获取设备间的连接关系，并且对设备间的空间关联性进行确认；

S1-3：根据设备运行状态变化信息，将退出运行的多个设备通过时间相关性分析，记录开关变位和设备状态变化时间；

S1-4：依据网络拓扑关系和设备空间关联性结果开始搜索故障发生时段内各个节点是否有故障告警和电压跌落信号，通过设备时间相关性结果，对其发生时序进行判断以确定故障类型及关联故障信息；

S1-5：读取相关分析规则，根据设备运行状态信息、故障类型及关联故障信息，确定场景模板。

2.根据权利要求1所述的一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法，其特征在于：所述步骤S2中通过特征事件关联信息展示单元的具体流程为：

S2-1：根据特征事件的类型，读取相应的关联规则；

S2-2：判断是否为用户推荐，如果是，勾选信息展示单元，计算规则权重；如果否，则读取场景模板和规则权重，根据规则权重选择推荐展示的信息展示单元。

3.根据权利要求1所述的一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法，其特征在于：所述步骤S3中生成的画面展示方案为满足CIM/G规范的G画面展示方案。

4.根据权利要求1所述的一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法，其特征在于：所述步骤S3中信息展示单元的展示形式包括图形展示、文本展示、电力图形融合展示和单线图。

5.一种根据电网特征事件进行场景动态切换的系统，其特征在于：所述系统包括网络接口、存储器和处理器；其中，

所述网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，实现信号的接收和发送；

所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序指令；

所述处理器，用于在运行所述计算机程序指令时，执行权利要求1～4中任一项所述的一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法的步骤。

6.一种计算机存储介质，其特征在于：所述计算机存储介质存储有一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法的程序，所述一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法的程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1～4中任一项所述的一种根据电网特征事件进行场景动态切换的方法的步骤。

Images